最初に自動化する工程の選び方

最初に自動化する工程として最適なのは、繰り返しが多く安定していて、複数のシフトで安定した生産量があり、工場がすでに感じている痛み（ボトルネック、重量物の持ち上げ、品質クレーム）の原因になっていて、実際の数字で記述でき、1つの予算と1人の責任者で収まる規模の工程です。それが工場で最も目立つプロジェクトであることはまれです。見つけるには、現場から候補の一覧を作り、各候補を6つの基準で評価し、基本的なチェックを通らないものを外し、サプライヤーに提案を依頼する前に、選んだ工程をデータで確認します。

最初のプロジェクトが達成すべきこと

最初の自動化プロジェクトには2つの役割があります。単独で投資を回収すること、そして自動化の購買と運用の方法を工場に教えることです。2つ目の役割は過小評価されがちです。マッキンゼーの産業界リーダーを対象とした調査では、61%が自動化経験の不足を導入の障壁に挙げています。その経験が積まれるのが最初のプロジェクトです。ブリーフを書き、提案を比較し、FATとSATを実施し、保全担当者を教育します。

だからこそ、NISTの製造業拡張パートナーシップ（MEP）はAutomation 101ガイドで、「その上に積み上げていけるもの」から始めること、そして誰もやりたがらない「退屈で、汚く、難しく、危険な」作業から始めることを勧めています。最初にはっきりとした成果を出せば2つ目のプロジェクトは承認されやすくなり、最初がつまずけばその後のすべてのプロジェクトが難しくなります。

現場から候補の一覧を作る

まず候補を5件から10件挙げます。探すのに適した場所は次のとおりです。

• 繁忙日にラインが待たされるボトルネック工程
• 遅れを取り戻すために残業や追加シフトの費用を払っているところ
• 重い作業や扱いにくい作業（パレタイズ、袋の取り扱い、機械へのワーク投入、肩より上への持ち上げ）
• 新人が最初に辞めていく工程
• スクラップ、ラベル間違い、顧客クレームの発生源
• 決まった地点の間を作業者が台車を押したりフォークリフトを運転したりしている構内搬送ルート

班長や保全担当者にも聞いてください。どの工程がラインを止めているのか、それはなぜかを知っているのは彼らです。設備にすでにコントローラがある場合、数週間分の設備データは、意見よりも正確に実際のサイクルタイムと停止理由を示してくれます。データの集め方は既存工場（ブラウンフィールド）でのIoT導入、最初の30日で解説しています。

候補を評価する

各候補を6つの基準でそれぞれ1点から5点で評価します。どの項目も点数が高いほど良いことを示します。

点数を合計する前に、3つの足切りチェックを行います。工程が近く変わる予定はないか（新製品、新しい荷姿、ラインの移設）。現時点で工程が不安定ではないか。責任を持つ人が誰もいないのではないか。どれか1つでも「はい」なら、その候補はいったん外します。先に何を直すべきかは自動化すべきでないとき（そして待つのが正しいとき）にまとめています。

想定例：従業員400人の金属部品工場が3つの候補を評価します。2本の包装ラインの最終工程でのパレタイズは30点中26点です。繰り返しが非常に多く、3交替で、重量物を持ち上げる作業があり、データが記録されていて、ラインからの信号は1つです。14品番を小ロットで扱うCNC工作機械へのワーク投入は19点で、主な理由は品種の多さと段取り替えです。塗装部品の最終外観検査は21点です。痛みは大きいものの、何を不良とするかを誰も文書にしていません。パレタイズを最初に進めます。外観検査は、不良の判定基準集ができた段階で2つ目のプロジェクトの候補になります。

決める前に、選んだ工程をデータで確認する

評価はどこを見るべきかを教えてくれます。ただ、つながったラインでは一見明らかな工程が制約になっているとは限らないので、決める前にロスがどこで生じているかを確かめてください。

ポーランド中部にある家電部品向けのプラスチック射出成形工場は、業務の一部の自動化を検討しました。この工場は従業員200人以上、3交替で稼働し、8,000 m²の倉庫を含めて20,000 m²の広さがあります。工場はDBR77 DTで、マテリアルフローと作業時間を含む工場の一部のデジタルツインを作り、複数の自動化案をそれぞれの経済性分析とともに比較しました。

シミュレーションでは、ボトルネックは1人目の作業者が行う手作業工程にありました。作業時間90秒に対して、待ち時間が98秒でした。シミュレーション上では、その作業者を自律走行搬送車に置き換えることで、効率が100%以上向上しました。このエリアの案の分析にかかったのは数日です。目指す搬送自動化のコンセプトが手元にそろったことで、工場はDBR77 Marketplaceで技術提供企業を効率よく選定できました。詳しくは導入事例をご覧ください。

1人目の作業者は時間の半分以上を待っていましたが、それがわかったのは、単独の工程ではなく流れ全体をモデル化してからでした。

最初の工程を選ぶときの落とし穴

見栄えのするプロジェクト。 最も目立つラインにはスポンサーが集まりますが、範囲の膨張と見物人も集まります。チームが1つプロジェクトを終えるまで取っておきましょう。

最も難しい課題。 品種が最も多い、公差が最も厳しい、品質が最も悪い工程は、最も痛みが大きいので手をつけたくなります。しかし、最初のチームが最も失敗しやすいのもそこです。

技術から始めること。 「協働ロボットがほしい」「AGVがほしい」は、問いより先に答えを選んでいます。工程を選び、提案はサプライヤーに任せましょう。

工場棟全体を一度に。 10工程を対象とする計画には、10組のデータ、多くの承認者、説明の難しい予算が必要です。

選択からプロジェクトへ

候補が決まったら、サプライヤーが価格をつけられる形にします。課題と目的を述べる段落を1つ書きます。基準値を集めます。シフトあたりの生産量、現在と目標のサイクルタイム、製品とその寸法と重量、品種、床面積、既存の設備と制御です。責任者と承認者を決めます。

次に、自動化プロジェクトの範囲を複雑にせずに決める方法を使って範囲の線を引き、インテグレーターが見積もれる自動化ブリーフの書き方に沿ってブリーフを書きます。

DBR77 Marketplaceの役割

評価のために集めた基準値は、そのままDBR77 MarketplaceのTechnology Challengeに使えます。ガイド付きフォームの最後は、シフト、作業者数、サイクルタイムなどの運用上の前提条件です。課題は公開前にDBR77の専門家が確認し、800社以上の技術サプライヤーとインテグレーターのネットワークから、まずコンセプト、次に提案が届きます。公開前に制約の場所を確かめたい場合は、上の事例の工場と同じようにDBR77 DTで流れをモデル化してください。

よくある質問

最初のプロジェクトは、投資回収が最も早いものにすべきですか？

必ずしもそうではありません。書類上は回収が早くても、不明点の多いプロジェクトは失敗することがあります。安定していて、きちんと記述された工程であれば、回収が少し遅くてもそちらを選びましょう。

候補はいくつ評価すべきですか？

5件から10件で十分です。少なすぎると良い選択肢を見落とすかもしれません。多すぎると、作業が調査プロジェクトになってしまいます。

2つの候補が同じ点数になったらどうしますか？

データがそろっていて、インターフェースが少ないほうを選びます。記述も、見積りも、受入検査もしやすくなります。

まとめ

班長や保全担当者と一緒に候補の一覧を作り、評価して、足切りチェックを通らないものを外してください。最高点の候補をデータで確認したら、その1つの工程についてブリーフを書きます。

出典

• McKinsey & Company, Unlocking the industrial potential of robotics and automation, 2023年（調査は2022年8月に実施）
• NIST Manufacturing Extension Partnership, Automation 101: How to Plan for a Successful Implementation, 2024年
• DBR77, Case study: Development of an automation concept, 2024年